石墨烯作为一个界面调节器,用于碳纤维增强聚烯复合材料的性能
Hailiang Liu1, Xiaohui Sun1, Wensheng Gao1
1Institute of Soft-Matter and Advanced Functional Materials, Carbon New Materials Industry Technology Center of Gansu Province, School of Materials and Energy, Lanzhou University, Lanzhou, Gansu 730000, China.
ACS applied materials & interfaces
|December 3, 2025
概括
改性石墨烯可以增强碳纤维复合材料. 不同的石墨烯类型提高了聚乙烯复合材料的机械,电和热性能,为先进材料提供了设计指南.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物复合材料 聚合物复合材料
- 纳米材料是一种纳米材料.
背景情况:
- 优化聚烯和碳纤维 (CF) 之间的接口是复合材料性能的关键.
- 石墨烯是一种有前途的接口调节器,但很难实现与聚烯和CF的兼容性.
研究的目的:
- 研究不同修改型石墨烯 (MGr) 类型如何影响碳纤维 (CF) 增强的线性低密度聚乙烯 (LLDPE) 复合材料的界面特性.
- 通过MGr修改,提高LLDPE复合材料的机械,电气和热性能.
主要方法:
- 制备三种改性石墨烯类型:化学石墨烯氧化物 (CGO),电化学石墨烯氧化物 (EGO) 和电化学石墨烯 (EEG).
- 将MGr纳入CF表面以创建MGr@CF.
- MGr@CF/LLDPE复合材料的制造和表征.
主要成果:
- 结合MGr@CF显著提高了LLDPE复合材料的抗拉强度 (高达35%),电导率 (高达2.1 × 10-2 S·cm-1) 和热导率 (高达0.52 W·m-1·K-1).
- EGO@CF复合材料显示出最好的机械性能.
- EEG@CF复合材料表现出优越的电加热和电磁干扰 (EMI) 屏蔽能力.
结论:
- 改性石墨烯的类型决定了所得到的复合材料的多功能性质.
- 控制的石墨烯改造为设计基于CF的高性能多烯复合材料提供了一条途径.
- 这项研究为通过接口工程量身定制复合材料特性提供了宝贵的见解.


